【導(dǎo)讀】automation.thefactorylevel(54%),usesinOEMis25%,twoallis17%.

　　

【正文】 控制技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)。 PLC 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、 RAM、 ROM 和輸入 /輸出接口電路等。如果把 PLC 看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量 PLC輸出變量組成，外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的信號(hào)均作為 PLC的輸入變量，它們經(jīng) PLC外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，它們是 PLC的輸出變量，由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。 關(guān)鍵詞： 氣動(dòng)， PLC控制 PLC 控制系統(tǒng)一般采取易于理解和掌握的梯形圖語言及面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令 ,形象直觀 ， 是基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、完全開放，采用先進(jìn)的軟硬件技術(shù) 。PLC 控制具有 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 靈活、 抗干擾能力強(qiáng)、 安全可靠、安裝便利、 故障率低、維 護(hù)簡(jiǎn)單、大幅度節(jié)約使用成本 的特點(diǎn) ， 能 滿足各種中小規(guī)模過程控制、順序邏輯控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)需求 ， 已逐漸廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)中 ，包括冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具。 控制工程近期對(duì)用于編程過程和機(jī)械控制的邏輯設(shè)備進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)查，雖然計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)為各種控制提供了無限的控制可能，但是 PLC 仍然是其中重要的一部分。在這次調(diào)查中，超過半數(shù)的人在未來的 12 個(gè)月中將擴(kuò)大其PLC的投入。超過 40%的人在未來的投入不少于過去的 12個(gè)月。 PLC的應(yīng)用范圍十分廣泛。在這次 300 個(gè)人參與的調(diào)查中 ，大部分的 PLC 都用于機(jī)械控制，過程控制緊隨其后，然后是運(yùn)動(dòng)控制、批量控制和診斷。大多數(shù)直接用于工廠級(jí)（ 54%），用于 OEM的為 25%，兩者都是的為 17%。 在工業(yè)生產(chǎn)流水線中，經(jīng)常要將傳動(dòng)帶 A上的物品搬至傳送帶 B上。如果直接人工從事這種重復(fù)性的勞動(dòng)，枯燥、無味且勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易引起操作工人的疲勞，出現(xiàn)錯(cuò)誤。而采用氣動(dòng)機(jī)械手按規(guī)定的動(dòng)作和規(guī)律進(jìn)行搬運(yùn)，可以做到快速、準(zhǔn)確、方便，大大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度 。 氣動(dòng)機(jī)械手這種有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，采用 PLC來進(jìn)行控制，可以方便的實(shí)現(xiàn)。 機(jī)器人作為典 型的機(jī)電一體化智能設(shè)備．在制造和物流自動(dòng)化系統(tǒng)中扮演 8 著重要角色。但標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)機(jī)器人只不過是一臺(tái)具有若干個(gè)自由度的智能機(jī)電設(shè)備．孤立的一臺(tái)機(jī)器人在實(shí)際工況中沒有任何應(yīng)用價(jià)值．只有根據(jù)作業(yè)內(nèi)容、工件形式、質(zhì)量、外形特征和尺寸大小等因素給機(jī)器人配以相適應(yīng)的輔助機(jī)械裝置如手爪，它才會(huì)成為實(shí)用的生產(chǎn)設(shè)備．氣動(dòng)不僅是機(jī)器人的主要驅(qū)動(dòng)方式之一．在要求機(jī)器手末端執(zhí)行器動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制維護(hù)方便、成本較低，而且柔性轉(zhuǎn)換快捷．并具有通用性的裝配和搬運(yùn)等“拾一放”、傳送動(dòng)作作業(yè)時(shí)，多采用氣動(dòng)，或氣動(dòng)與其他傳動(dòng)控制技術(shù)組合來 進(jìn)一步提高其運(yùn)動(dòng)精度和柔性 在作業(yè)空間范圍有限．工作程序相對(duì)固定．而且動(dòng)作頻繁、重復(fù)性強(qiáng)的中小功率工況．采用氣動(dòng)模塊化機(jī)構(gòu)單元的組合來實(shí)現(xiàn)機(jī)器手作業(yè)，更能體現(xiàn)氣動(dòng)技術(shù)有效取代人手操作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程合理化和自動(dòng)化的特征和優(yōu)越性。對(duì)氣動(dòng)機(jī)器手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾 — 放和搬運(yùn)物件．這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)器手的原則是：充分分析作業(yè)對(duì)象 (工件 )的作業(yè)技術(shù)要求．?dāng)M定最合理的作業(yè)工序和工藝．并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件； 明確：工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求．抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性，尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)器手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求；盡量選定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過程．兼顧通用性和專用性．并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制。 氣動(dòng)手爪是目前機(jī)器手尤其是搬運(yùn)、裝配類機(jī)器手在抓取技術(shù)中應(yīng)用最普遍的方式．它可實(shí)現(xiàn)雙向抓取．自行對(duì)中，而且重復(fù)精度高．抓取力恒定．并可方便地配接各種夾具。氣動(dòng)手爪是機(jī)器手與作業(yè)對(duì)象間的直接接口，仔細(xì)分析、選擇好氣動(dòng)手爪直接關(guān)系到機(jī)器手的工作性能。在實(shí)際運(yùn)行中、手爪的夾持力應(yīng)保證大于所 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力的總和。 PLC的程序運(yùn)行方式是循環(huán)掃描方式，而非順序執(zhí)行方式，因此任何一個(gè)機(jī)械手在其條件滿足后即開始動(dòng)作。各手之間是并行的。機(jī)器手是多自由度的開式串聯(lián)結(jié)構(gòu)．在空間和時(shí)間中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨其位形而不斷變化．系統(tǒng)要求的速度高 控制范圍廣 精度高，傳統(tǒng)的單自由度機(jī)構(gòu)的控制技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足這種控制對(duì)象 好在氣動(dòng)機(jī)器手多勾點(diǎn)到點(diǎn)的多段定位控制，追求目標(biāo)點(diǎn)的定位精度和多軸同時(shí)協(xié)凋有序運(yùn)動(dòng)控制，但較少要求高的軌跡精度，從而簡(jiǎn)化了對(duì)控制系統(tǒng)的要求。 物料的搬運(yùn)方式 具 有可抓可吸的多用途功能；氣動(dòng)系統(tǒng)電磁換向閥采用匯 流板集裝方式，減少了占用空間； PLC控制具有單步、自動(dòng)等多種工作方式 。 由于氣壓傳動(dòng)具有氣源使用方便、不污染環(huán)境、動(dòng)作靈活迅速、工作安全可靠、操作 9 維修簡(jiǎn)便以及適于在惡劣環(huán)境下工作等特點(diǎn)，因而在沖壓加工、注塑及壓鑄等有毒或高溫環(huán)境下作業(yè)，機(jī)床上、下料，儀表及輕工行業(yè)中小零件的輸送和自動(dòng)裝配等作業(yè)，食品包裝及輸送，電子產(chǎn)品輸送、自動(dòng)插接，彈藥生產(chǎn)自動(dòng)化等過程中被廣泛應(yīng)用。所以。氣壓傳動(dòng)是一種易于推廣普及的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)。氣動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，引起了世界各國(guó)產(chǎn)業(yè)界的普遍重視 。 作為氣動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置目前多數(shù)采用 可編程控制器（ PLC）?？删幊绦蚩刂破魇且晕⑻幚砥鳛榛A(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置，在實(shí)際應(yīng)用中，控制系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)。一般是由受控設(shè)備的動(dòng)作順序和工藝要求，構(gòu)成工步狀態(tài)表，形成梯形圖，再編制 PLC指令。 物料搬運(yùn)系統(tǒng)由左右移動(dòng)氣缸、復(fù)位進(jìn)退氣缸、升降氣缸、夾手或真空吸盤、物料塊、傳感器、圓柱導(dǎo)軌、支架、底座、微動(dòng)開關(guān)等組成。夾手或真空吸盤可以夾住或吸住物料塊，抓取物料的部分采用夾持式和吸附式兩種形式，選用不同的形式，可分別完成工件的抓取和吸附，以適應(yīng)不同 種類的物料搬運(yùn)。夾手采用電磁鐵吸合與斷開方式夾持物料。夾手或吸盤在升降氣缸的作用下可以上下移動(dòng)；夾手或真空吸盤連同升降氣缸在左右移動(dòng)氣缸的作用下沿著圓柱導(dǎo)軌可以左右移動(dòng)；在復(fù)位進(jìn)退氣缸的作用下將物料塊送回原始位置，為下一個(gè)工作周期準(zhǔn)備，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)物料在一個(gè)平面內(nèi)的搬運(yùn)。操作面板安裝在電控箱上，與實(shí)驗(yàn)裝置主體是分離的。 PLC可編程序控制器，電磁閥，真空發(fā)生器等均放置在電控箱里。 物料搬運(yùn)系統(tǒng)具有左右移動(dòng)、上下移動(dòng)及對(duì)物料的夾緊和放松、推料進(jìn)退功能，在 PLC控制下可實(shí)現(xiàn)單步、自動(dòng)等多種工作方式。 另外，物料被夾手搬運(yùn)完成以后，為滿足連續(xù)動(dòng)作需要，還必須將此物料運(yùn)送回原點(diǎn)位置，以供下次搬運(yùn)需要。系統(tǒng)可完成的各種工作方式如下 。 單步：可實(shí)現(xiàn)上升 、 下降 、 左移 、 右移 、夾緊 、 放松 、 推料進(jìn) 、 推料退等八種點(diǎn)動(dòng)操作；連續(xù)：按下 “啟動(dòng) ”按鈕后，夾手從原點(diǎn)位置開始連續(xù)不斷地執(zhí)行搬運(yùn)物料 。 物料搬運(yùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作：下降 → 抓料 → 上升 → 右移 → 再下降 → 松料 → 再上升 → 左移 → 推料進(jìn) → 推料退。在這個(gè)系統(tǒng)中，我們只實(shí)現(xiàn)一個(gè)物料的循環(huán)動(dòng)作，故在機(jī)械手回原點(diǎn)后，需將物料推回原來位置。在 PLC控制下可實(shí)現(xiàn)單動(dòng)、連續(xù)動(dòng)作工作方式。系統(tǒng)上電后，通過 旋轉(zhuǎn)按扭選擇是單動(dòng)還是連動(dòng)，如果是單動(dòng)則執(zhí)行單動(dòng)程序，否則執(zhí)行連動(dòng)程序。單動(dòng)工作方式：利用按鈕對(duì)夾手每一動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行控制。連續(xù)：按下啟動(dòng)按鈕，夾手 10 從原點(diǎn)開始，按工序自動(dòng)循環(huán)工作，直到按下停止按鈕，夾手在完成最后一個(gè)周期的工作后，返回原點(diǎn)，自動(dòng)停機(jī)。 基于 PLC控制的物料搬運(yùn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的自動(dòng)循環(huán)搬運(yùn)。此系統(tǒng)既可以使用夾手夾持物料，又可以使用真空吸盤吸附物料，具有多種用途功能；氣動(dòng)系統(tǒng)的電磁換向閥采用匯流板集裝，減少了占用空間；在 PLC的控制下可以實(shí)現(xiàn)單動(dòng)和連動(dòng)兩種執(zhí)行方式，完成物料的搬運(yùn)。 對(duì)于 中小型企業(yè)， 由于資金和技術(shù)的限制，不可能一次性配備完整的控制系統(tǒng)，如 DCS系統(tǒng)。而 PLC是通用的控制器． 標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)，模塊化的軟件設(shè)計(jì)?？筛鶕?jù)控制范圍可大可小、可簡(jiǎn)可繁、采用通用的 IBM工控機(jī)或兼容機(jī)、配套商業(yè)化的上位監(jiān)控軟件包或掛在相應(yīng)的工作站上， 實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作、回路控制、畫面顯示等功能， 靈活簡(jiǎn)便、節(jié)省投資。因此，以 PLC為基礎(chǔ)的過程控制系統(tǒng)可以構(gòu)成一種便于用戶自行組織的完整產(chǎn)品。